我国触觉传感器行业分析：机器人、汽车等领域发展有望带来庞大需求量

2024-01-24 09:58

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1、触觉传感器概述

电子皮肤是可以通过与外界环境的交互感知外界刺激信息的电子设备，根据电子皮肤所实现的功能可以分为温度传感器、湿度传感器、触觉传感器等其它功能型的柔性传感器。

触觉传感器是目前研究最为广泛的一种电子皮肤。触觉传感器以压力传感器和形变传感器为主，是将外界刺激引起的形变转变为电信号进行测量和表征的器件。根据物理机制可以将触觉传感器分为电容式、压阻式、压电式、光电式、磁敏式、超声式等。

触觉传感器类型

传感技术	调节参数	优点	缺点
电容式	电容值	灵敏度高、空间分辨率高、动态范围大	存在寄生电容、对噪声敏感、测量电路复杂
压阻式	电阻值	频率响应高、空间分辨率高.噪音干扰小、易结构化	可重复性差、迟滞、功率消耗高、工艺复杂
压电式	电荷	频率响应高、灵敏度高、可靠性高、动态范围大	空间分辨率差,测量电路复杂,仅适用动态检测
光电式	光强度	空间分辨率高、无电气干扰，响应速度快、成本低	整体结构缺乏柔性,对弹性体依赖性强
磁敏式	磁场强度	灵敏度高,体积小	结构设计复杂,分辨率低
超声式	超生波	空间分辨率高，不受电磁干扰	布线困难,存在滞后和非线性,易受外部超声干扰

资料来源：观研天下整理

2、灵敏层和可拉伸电极及衬底是触觉传感器的核心部件

在材料与工艺方面，灵敏层是传感器的核心部件，灵敏层的材料选择和结构设计直接关乎传感器的性能。常用的灵敏层材料包括以银、金、铜等为代表的金属材料、石墨烯和碳纳米管为主的碳材料以及PEDOT:PSS 为主的导电聚合物。

触觉传感器的材料对比情况

材料类型	材料种类	特点	适合的应用领域
金属纳米材料	金属纳米颗粒、金属纳米线、金属薄膜	具有导电性能好和易加工等优点而成为最广泛使用的传感器材料	不仅可用于人类运动的大范围检测，还可以用于声音等小应变的检测。
碳材料	有石墨烯、碳纳米管、炭黑	具有优良的力学性能和生物相容性	此传感器具有声音音色的识别能力，且不会出现明显的波形失真
生物材料	碳化丝纳米纤维	具有良好的导电性、环保性及原材料廉价等优点	可应用于微小的触摸动作以及人体生理信号的检测
导电聚合物材料	聚吡咯、聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚（4-苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）、聚苯胺	具有加工性良好、比重小、生产成本低和能效高等特点。但目前导电聚合物的稳定性与金属和石墨烯相比还存在较大差别，是限制其大规模应用的缺陷。	可以利用摩擦起电效应供应能量，实现了传感器的自供电。

资料来源：观研天下整理

3、触觉传感器广泛应用于机器人、汽车、医疗和航空航天

根据观研报告网发布的《中国触觉传感器行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2024-2031年）》显示，触觉传感器下游应用行业非常广泛，主要包括机器人、汽车、医疗、航空航天等领域。未来，随着人形机器人、自动驾驶汽车等行业快速发展，有望带来触觉传感器的需求增长。

触觉传感器产业链图解

<strong>触觉传感器产业链图解</strong>

资料来源：观研天下整理

（1）机器人领域

触觉传感器可以帮助机器人感知周围环境，实现更加精准的运动控制和操作。以人形机器人为例，人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，目前时点刚好是各项技术大突破的交汇点，多方部署将进一步集聚资源推动关键技术创新，拓展应用领域，加快商业化进程，预计到2030年，我国人形机器人市场规模有望达约8700亿元。

数据来源：观研天下整理

（2）汽车领域

在汽车领域，触觉传感器可以用于自动驾驶技术中，帮助车辆感知道路状况和障碍物。近年来，随着自动驾驶相关政策、规范、标准、行动方案密集出台，发展路线清晰明确，加速自动驾驶的商业化落地进程。根据数据，2017-2022年我国自动驾驶市场规模由681亿元增长至2894亿元，预计2023年我国自动驾驶市场规模将达3301亿元。